張卓鵬

在高考生物復(fù)習(xí)中，方向比努力更為重要.高考命題每年都在與時俱進，學(xué)科社會熱點常常成為命題的重要取材背景，以考查學(xué)生在新情境中獨立獲取、處理知識信息的能力.如2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、體細胞克隆猴、生態(tài)文明、甲型H1N1流感、低碳經(jīng)濟、低碳生活等，都可成為生物高考命題的熱點.這類試題的典型特征是：交代取材背景，情境新、知識活，起點高、落點低，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用.但通過考前熱點的集中訓(xùn)練，可化生為熟，聚焦思維，縮短審題所需的時間.同時，在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會生活中的熱點問題中，建立生命觀念，形成積極解決問題的志向，承擔社會責任.

預(yù)測生物命題社會熱點問題主要有以下幾個方面：

一、諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎聯(lián)合頒發(fā)給三位美國科學(xué)家杰弗理·霍爾（Jeffrey C.Hall）、邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）和邁克爾·楊（Michael W. Young），以表彰他們“發(fā)現(xiàn)控制晝夜節(jié)律的分子機制”.

人體的一些生理活動晝夜之間呈現(xiàn)周期性變化.如人的體溫早晨稍低，白天逐漸上升，到黃昏又高一些.新陳代謝活動，白天分解過程旺盛，晚間則同化過程增強.白天交感神經(jīng)活動占優(yōu)勢，夜晚副交感神經(jīng)活動占優(yōu)勢.人體的腎上腺素含量在白天某一時刻達到一定水平，然后逐漸下降，12小時后再度上升.這些生理變化，一天之中的波動范圍是恒定的，周期和時鐘相似，又稱生物鐘.

1984年，洛克菲勒大學(xué)邁克爾·楊以及布蘭戴斯大學(xué)的杰弗理·霍爾和邁克爾·羅斯巴什團隊先后獨立地成功克隆了per基因.自此，科學(xué)家們開始逐步揭開晝夜節(jié)律的神秘面紗.霍爾和羅斯巴什的團隊隨后發(fā)現(xiàn)per基因的表達產(chǎn)物是一種轉(zhuǎn)錄抑制因子，通過抑制自身的表達而產(chǎn)生周期約為24小時的表達節(jié)律.而楊的實驗室則對7000多個果蠅突變株進行分析，在1994年發(fā)現(xiàn)了另一個核心生物鐘基因Timeless（tim）.這個基因的表達產(chǎn)物TIM蛋白，與PER蛋白之間有著重要的相互作用.后來，霍爾、羅斯巴什與楊進行合作，獲得了更多關(guān)于生物鐘分子調(diào)節(jié)機制的關(guān)鍵信息.他們以果蠅為模式生物，分離出控制生物鐘的基因.

在轉(zhuǎn)錄因子激活下，per與tim基因產(chǎn)物PER和TIM蛋白的增多，這兩種蛋白結(jié)合成異二聚體，在夜間進入細胞核，抑制轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制per與tim自身的轉(zhuǎn)錄.而隨著PER和TIM的降解，轉(zhuǎn)錄因子的激活功能在黎明時得以恢復(fù)，激活per和tim進入新的表達周期.

從真菌到昆蟲、到哺乳動物，生物鐘的運作機制本質(zhì)上都是相似的.霍爾在獲獎后接受美聯(lián)社采訪時說，弄清這一機制有助于解決因晝夜節(jié)律紊亂導(dǎo)致的睡眠問題.

命題

例1?2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎聯(lián)合頒發(fā)給三位美國科學(xué)家杰弗理·霍爾（Jeffrey C.Hall）、邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）和邁克爾·楊（Michael W. Young），以表彰他們“發(fā)現(xiàn)控制晝夜節(jié)律的分子機制”.人的多種生理生化過程都表現(xiàn)出一定的晝夜節(jié)律.研究表明，下丘腦SCN細胞中PER基因表達與此生理過程有關(guān)，其表達產(chǎn)物的濃度呈周期性變化.下圖1為該基因表達過程示意圖，圖2和圖3是對其部分過程的放大圖.請據(jù)圖回答問題：

（1）PER基因 （是/否）存在于垂體細胞中，其表達產(chǎn)物的濃度變化周期約為小時.

（2）據(jù)圖1中的過程③可知，PER蛋白的合成調(diào)節(jié)機制為.該圖過程②中核糖體的移動方向是.

（3）圖2和圖3分別對應(yīng)于圖1中的過程（填寫數(shù)字序號），圖2中堿基配對方式與圖3中不同的是.

（4）圖2過程的進行需要酶催化，圖3中決定氨基酸“天”的密碼子是.

（5）長期營養(yǎng)不良，會影響人體晝夜節(jié)律，并使睡眠質(zhì)量降低.據(jù)圖3分析，可能的原因是體內(nèi)氨基酸水平較低，部分tRNA由于沒有攜帶氨基酸而成為空載tRNA，空載tRNA進入核糖體，導(dǎo)致終止，繼而影響人體晝夜節(jié)律.

解題思路?本題結(jié)合圖解，考查遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的相關(guān)知識，要求考生識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、場所、條件及產(chǎn)物等基礎(chǔ)知識.分析圖1：圖1中①為轉(zhuǎn)錄過程，②為翻譯過程，③過程表示PER蛋白能進入細胞核，調(diào)節(jié)PER基因的轉(zhuǎn)錄過程.分析圖2：圖2表示以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA的轉(zhuǎn)錄過程.分析圖3：圖3表示以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的翻譯過程.

（1）人體所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂形成的，都含有相同的DNA，因此人體的垂體細胞也含有PER基因.PER基因表達產(chǎn)物的濃度呈周期性變化，表現(xiàn)出一定的晝夜節(jié)律，人的晝夜節(jié)律周期約為24小時，故PER基因表達產(chǎn)物的濃度變化周期約為24小時.

（2）據(jù)圖1中的過程③可知，PER基因的表達過程存在著（負）反饋調(diào)節(jié)機制，從而導(dǎo)致其表達產(chǎn)物的濃度呈周期性變化.過程②中核糖體沿著mRNA是從右往左移動的.

（3）圖2（轉(zhuǎn)錄）和圖3（翻譯）分別對應(yīng)于圖1中的①、②過程，圖2（轉(zhuǎn)錄）中堿基配對方式與圖3（翻譯）中不同的是T—A.

（4）圖2（轉(zhuǎn)錄）過程的進行需要RNA聚合酶催化;密碼子位于mRNA上，由圖3可知，決定“天”氨基酸的密碼子為GAC.

（5）據(jù)圖3分析，如果長期營養(yǎng)不良，體內(nèi)氨基酸水平較低，部分tRNA由于沒有攜帶氨基酸而成為空載tRNA，空載tRNA進入核糖體，導(dǎo)致PER蛋白合成終止，從而影響PER蛋白濃度的周期性變化，繼而影響人體晝夜節(jié)律，并會使睡眠質(zhì)量降低.

答案：（1）是?24??（2）（負）反饋調(diào)節(jié)?從右往左??（3）①②?T—A??（4）RNA聚合酶??GAC??（5）PER蛋白的合成